工學(xué)第八章交換技術(shù)課件

1、Computer Networks 莆田學(xué)院計(jì)算機(jī)系網(wǎng)絡(luò)課程組2010年05月第七部分 交換技術(shù)Part Seven Switching TechniquesP.138第1頁(yè)，共76頁(yè)。交換技術(shù) Switching Techniques第八章 交換技術(shù) Switching Techniques第九章 外網(wǎng)及其接入技術(shù) Access to the Internet8/4/20222第2頁(yè)，共76頁(yè)。第7部分 討論的主要問(wèn)題 ISSUES FOR PART THREEInternet 和其他互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的組成要素是局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。第三部分討論常用的廣域網(wǎng)技術(shù)交換通信技術(shù)電路交換技術(shù) 報(bào)文交換技術(shù) 分組

2、交換技術(shù)信元交換技術(shù)常見(jiàn)廣域網(wǎng)網(wǎng)型及其接入技術(shù)電話(huà)通信網(wǎng)有線(xiàn)電視網(wǎng)分組交換網(wǎng)數(shù)據(jù)專(zhuān)用網(wǎng)廣域主干網(wǎng)城域網(wǎng)技術(shù)8/4/20223第3頁(yè)，共76頁(yè)。第8章 交換技術(shù)Chapter 8 Switching TechniquesComputer Networks 第4頁(yè)，共76頁(yè)。本章主要內(nèi)容Whats about This Chapter？ 本章學(xué)習(xí)廣域網(wǎng)常用的交換通信技術(shù)。本章研究：什么是“交換網(wǎng)絡(luò)”四種重要的交換網(wǎng)絡(luò)電路交換網(wǎng)報(bào)文交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)信元交換網(wǎng)8/4/20225第5頁(yè)，共76頁(yè)。本章主要內(nèi)容 Contents8.1 交換網(wǎng)絡(luò) Switching Networks 8.2 電路交換網(wǎng)絡(luò)

3、Circuit-switched Networks8.3 報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò) Message-switching Networks8.4 分組交換網(wǎng)絡(luò) Packet-switching Networks8.5 信元交換網(wǎng)絡(luò) Cell-switching Networks8.6 交換機(jī)結(jié)構(gòu) Structure of a Switch8/4/20226第6頁(yè)，共76頁(yè)。8.1 交換網(wǎng)絡(luò) Switching Networks第7頁(yè)，共76頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)通信：連接問(wèn)題Network Communications: Connection本章開(kāi)始由數(shù)據(jù)通信（兩臺(tái)設(shè)備之間）進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)通信（N臺(tái)設(shè)備之間）。網(wǎng)絡(luò)連接方案點(diǎn)對(duì)

4、點(diǎn)連接 造價(jià)高，利用率低網(wǎng)狀：每對(duì)設(shè)備之間建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接星形：通過(guò)中心設(shè)備建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接多點(diǎn)連接 廣播沖突，介質(zhì)和設(shè)備容量限制總線(xiàn)形：將所有設(shè)備接在一條“總線(xiàn)”上 交換連接 適用在廣域網(wǎng)中使用由互連節(jié)點(diǎn)在通信設(shè)備（端系統(tǒng)）構(gòu)建臨時(shí)連接8/4/20228第8頁(yè)，共76頁(yè)。交換網(wǎng)絡(luò) Switched networksP138 圖8.18/4/20229第9頁(yè)，共76頁(yè)。交換式網(wǎng)絡(luò) Switching Networks遠(yuǎn)程傳輸通常是通過(guò)由中間交換節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間為點(diǎn)到點(diǎn)連接。交換節(jié)點(diǎn)(node)并不關(guān)心數(shù)據(jù)的內(nèi)容。各種終端設(shè)備被稱(chēng)為“站點(diǎn)”(station)。這些站點(diǎn)可能是計(jì)算機(jī)

5、、終端、電話(huà)機(jī)等。所有交換節(jié)點(diǎn)及其連接的集合稱(chēng)為“通信網(wǎng)絡(luò)”。數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)交換處理而被“路由”(從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)節(jié)點(diǎn))。8/4/202210第10頁(yè)，共76頁(yè)。簡(jiǎn)單的交換網(wǎng)絡(luò)Simple Switching Network8/4/202211第11頁(yè)，共76頁(yè)。交換技術(shù)的基本要求 Basic Request滿(mǎn)足各種不同速率數(shù)據(jù)通信的需求交換速度快傳輸準(zhǔn)確性高網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要小滿(mǎn)足用戶(hù)各種數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的需要 8/4/202212第12頁(yè)，共76頁(yè)。交換網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型Switching NetworksP138 圖8.28/4/202213第13頁(yè)，共76頁(yè)。8.2 電路交換網(wǎng)絡(luò) Circu

6、it-switched Networks第14頁(yè)，共76頁(yè)。一個(gè)普通的電路交換網(wǎng) A Trivial Circuit-switched NetworkP139 圖8.38/4/202215第15頁(yè)，共76頁(yè)。例8.1電路交換網(wǎng) Circuit-switched Network used in Example 8.1P140 圖8.48/4/202216第16頁(yè)，共76頁(yè)。例8.2電路交換網(wǎng) Circuit-switched Network used in Example 8.2P140 圖8.58/4/202217第17頁(yè)，共76頁(yè)。電路交換網(wǎng) Circuit-switching Networ

7、ks傳送前需先在兩站點(diǎn)間建立專(zhuān)用“通信通道”。通道由一組網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間依次相互連接的鏈路組成。透明連接：兩站點(diǎn)間如同直接連接。8/4/202218第18頁(yè)，共76頁(yè)。電路交換 Circuit Switching 通信過(guò)程三步驟:建立電路連接 (hello)傳送數(shù)據(jù) (talk) 取消電路連接 (bye)最早為電話(huà)通信設(shè)計(jì)電路資源為某一次通話(huà)專(zhuān)用數(shù)據(jù)連接時(shí)大部分時(shí)間線(xiàn)路是空閑的固定的數(shù)據(jù)速率通信雙方必須按同一速率傳送8/4/202219第19頁(yè)，共76頁(yè)。通過(guò)公用電路交換網(wǎng)連接示例 Public Circuit Switching Network 電路交換是由傳統(tǒng)的電話(huà)通訊方式發(fā)展起來(lái)的一種交換方

8、式。8/4/202220第20頁(yè)，共76頁(yè)。電路交換的特點(diǎn) Characteristics of Circuit Switching 交換設(shè)備簡(jiǎn)單（純硬件）。 透明連接，傳輸延遲小（僅為物理信號(hào)本身延遲）。 帶寬固定（不適合猝發(fā)性大通信流量），單一速率，無(wú)差錯(cuò)控制功能。 只能一對(duì)一通信。 獨(dú)占線(xiàn)路，信道利用率低（空閑也不能利用）。 數(shù)據(jù)通信時(shí)占用線(xiàn)路時(shí)間一般不超過(guò)10%（語(yǔ)音通信最高可達(dá)80%）。 要求建立連接8/4/202221第21頁(yè)，共76頁(yè)。電路交換網(wǎng)的延遲 Delay in a Circuit-switched NetworkP141 圖8.68/4/202222第22頁(yè)，共76頁(yè)。

9、8.3 報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò) Message-switched Networks第23頁(yè)，共76頁(yè)。報(bào)文交換網(wǎng)Message Switching Networks采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù) ( store and forward ) （交換節(jié)點(diǎn)）接收整個(gè)報(bào)文，在轉(zhuǎn)發(fā)到其目的站點(diǎn)的路由被確定之前，一直保存之。一旦路由選定了，報(bào)文就被發(fā)送到最后的目的站，或發(fā)送給另一個(gè)中間存儲(chǔ)站以便轉(zhuǎn)發(fā)。8/4/202224第24頁(yè)，共76頁(yè)。報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn) Message Switching：Advantage特點(diǎn)將要發(fā)出的數(shù)據(jù)當(dāng)作一個(gè)整體（報(bào)文）。在各結(jié)點(diǎn)處先存儲(chǔ)再轉(zhuǎn)發(fā)。報(bào)文長(zhǎng)度不定，自帶目標(biāo)用戶(hù)地址。優(yōu)點(diǎn)無(wú)需建立連接和取

10、消連接。未獨(dú)占線(xiàn)路（多個(gè)報(bào)文可共享一條線(xiàn)路），通信資費(fèi)低。 8/4/202225第25頁(yè)，共76頁(yè)。報(bào)文交換的缺點(diǎn)Not Practical: Why ?傳輸速率慢 要存儲(chǔ)整個(gè)報(bào)文，選擇路由，然后重發(fā)報(bào)文，所有這些都需要花費(fèi)時(shí)間。組網(wǎng)費(fèi)用高 通常要求大容量存儲(chǔ)硬盤(pán)，以便存儲(chǔ)大的報(bào)文?？偠灾?，報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)對(duì)報(bào)文進(jìn)行沿途存儲(chǔ)，從而充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源。但是這種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方案組網(wǎng)費(fèi)用高而且傳輸速率慢，所以并不適用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。8/4/202226第26頁(yè)，共76頁(yè)。報(bào)文交換：只適合在公用電報(bào)網(wǎng)中使用 Only Used in Telegraph Networks 特點(diǎn)：通道可復(fù)用，費(fèi)用較低帶寬

11、可調(diào)變（猝發(fā)性通信）實(shí)時(shí)性差（存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程引起通信延遲），不適用于語(yǔ)音和視頻之類(lèi)實(shí)時(shí)或交互式的通信要求。 可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多通信交換設(shè)備（結(jié)點(diǎn)）需用磁盤(pán)等外設(shè)來(lái)存放較大的報(bào)文在實(shí)際應(yīng)用中主要用于傳輸報(bào)文較短、實(shí)時(shí)性要求較低的通信業(yè)務(wù)，如公用電報(bào)網(wǎng)。8/4/202227第27頁(yè)，共76頁(yè)。8.4 分組交換網(wǎng)絡(luò) Packet-switched Networks第28頁(yè)，共76頁(yè)。報(bào)文交換技術(shù)的改進(jìn)（存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)）以“分組”為單位傳輸信息分組在每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)處被接收、暫存，隨后被傳遞給下一節(jié)點(diǎn)不同于報(bào)文交換：報(bào)文被“分組”后傳送保證任何用戶(hù)都不能長(zhǎng)時(shí)間獨(dú)占某傳輸線(xiàn)路分組交換網(wǎng)Packet Switching N

12、etworks用戶(hù)報(bào)文8/4/202229第29頁(yè)，共76頁(yè)。Packet分組“分組” (packet)分割的報(bào)文段+控制信息數(shù)據(jù)以較小的信息包(分組)形式傳送通常以1000字節(jié)為一組更長(zhǎng)的報(bào)文被分割成一個(gè)分組串每個(gè)分組包括有用戶(hù)數(shù)據(jù)(部分或全部的)和附加的控制信息控制信息“路由”(尋址)信息（收發(fā)雙方站點(diǎn)地址）其他有關(guān)信息（協(xié)議版本、差錯(cuò)處理等）8/4/202230第30頁(yè)，共76頁(yè)。分組的使用The Use of Packets8/4/202231第31頁(yè)，共76頁(yè)。分組形成示意圖Packet Forming允許同一線(xiàn)路傳送多個(gè)數(shù)據(jù)流傳輸差錯(cuò)糾正能力允許數(shù)據(jù)通過(guò)多個(gè)路由器傳送每個(gè)分組都附加

13、了這四條控制信息原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組分組的形成附加的控制信息發(fā)送方地址（源地址）接收方地址（目標(biāo)地址）序列號(hào)校驗(yàn)和8/4/202232第32頁(yè)，共76頁(yè)。分組交換的優(yōu)點(diǎn)：共享信道Packet Switching: Sharing Channels幾個(gè)數(shù)據(jù)流可以使用同一條線(xiàn)路上8/4/202233第33頁(yè)，共76頁(yè)。分組交換的特點(diǎn)：多路由傳輸Packet Switching: Multiple Routes可以通過(guò)多條路徑傳輸數(shù)據(jù)8/4/202234第34頁(yè)，共76頁(yè)。更快速 可分組多路傳送 轉(zhuǎn)發(fā)更快(內(nèi)存存取，無(wú)需讀寫(xiě)磁盤(pán))更經(jīng)濟(jì) 存儲(chǔ)器造價(jià)低(內(nèi)存而非磁盤(pán)) 設(shè)備小型化 線(xiàn)路利用率更高更可靠 附

14、加檢錯(cuò)、糾錯(cuò)信息報(bào)文交換分組交換分組交換與報(bào)文交換之比較 Packet Switching vs Message Switching8/4/202235第35頁(yè)，共76頁(yè)。 分組交換與電路交換之比較 Circuit Switching vs Packet Switching電路交換 必有“連接-傳送-斷連”三步； ”透明連接“，延遲最小（交換節(jié)點(diǎn)處無(wú)延遲）； 恒定數(shù)據(jù)傳輸率； 獨(dú)占信道，線(xiàn)路利用率低而費(fèi)用高。分組交換 在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處需存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)； 交換機(jī)根據(jù)分組中附加的目標(biāo)地址確定如何轉(zhuǎn)發(fā)； 多個(gè)通信過(guò)程可共享一個(gè)信道； 信息傳送存在隨機(jī)延遲問(wèn)題：節(jié)點(diǎn)處排隊(duì)長(zhǎng)度和時(shí)間不定。 8/4/202236第

15、36頁(yè)，共76頁(yè)。發(fā)送站點(diǎn)將長(zhǎng)報(bào)文分割成一個(gè)個(gè)小的信息包（分組）分組被逐個(gè)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上傳送分組有兩種方式數(shù)據(jù)報(bào)方式虛電路方式分組交換技術(shù)Packet Switching Techniques 8/4/202237第37頁(yè)，共76頁(yè)。分組交換網(wǎng)絡(luò)主要根據(jù)其內(nèi)部工作原理是數(shù)據(jù)報(bào)還是虛電路進(jìn)行分類(lèi)。使用數(shù)據(jù)報(bào)(datagram)技術(shù)時(shí)，每個(gè)分組是獨(dú)立傳送的，送往同一個(gè)目的站的分組可能沿著不同路由傳送。使用虛電路(virtual circuit)技術(shù)時(shí)，兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)間的路由是固定不變的，虛電路上的所有分組都沿同一路由傳送。兩種分組交換方式 Two Approaches for Packet Switch

16、ing “散車(chē)”“車(chē)隊(duì)”8/4/202238第38頁(yè)，共76頁(yè)。分組交換:數(shù)據(jù)報(bào)方式每個(gè)分組相互獨(dú)立每個(gè)分組可以使用任何可用的路線(xiàn)需為每個(gè)分組（需自帶地址）選擇路由分組的到達(dá)可能無(wú)序分組在傳送中可能丟失在接收端對(duì)分組重新排序并對(duì)丟失的分組進(jìn)行補(bǔ)救處理8/4/202239第39頁(yè)，共76頁(yè)。Figure 8.7有4個(gè)交換機(jī)（路由器）的數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)A Datagram Network with Four Switches (routers)P142 圖8.78/4/202240第40頁(yè)，共76頁(yè)。數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)路由表Routing Table in a Datagram NetworkP142 圖8.8目

17、的地址輸出端口8/4/202241第41頁(yè)，共76頁(yè)。Figure 8.9數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)的延遲Delay in a Datagram NetworkP142 圖8.98/4/202242第42頁(yè)，共76頁(yè)。分組交換:虛電路方式傳送前要先建立預(yù)定的路由（各節(jié)點(diǎn)虛電路表中記錄虛電路號(hào)）通過(guò)呼叫建立連接(握手)每個(gè)分組中含有虛電路號(hào)而非目標(biāo)地址對(duì)使用同一虛電路的所有分組只需做一次路由選擇有序傳送，接收后無(wú)需排序清除請(qǐng)求，斷開(kāi)電路并非獨(dú)享線(xiàn)路(存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而非透明直連8/4/202243第43頁(yè)，共76頁(yè)。虛電路網(wǎng)絡(luò)Virtual-circuit NetworkP143 圖8.108/4/202244第44頁(yè)，

18、共76頁(yè)。虛電路標(biāo)識(shí)符Virtual-circuit IdentifierP144 圖8.118/4/202245第45頁(yè)，共76頁(yè)。虛電路網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)和路由表Switch and tables in a virtual-circuit networkP144 圖8.128/4/202246第46頁(yè)，共76頁(yè)。虛電路網(wǎng)絡(luò)源端到目的端的數(shù)據(jù)傳輸Data Transfer in a Virtual-circuit NetworkP145 圖8.138/4/202247第47頁(yè)，共76頁(yè)。虛電路網(wǎng)絡(luò)的連接請(qǐng)求Setup Request in a Virtual-circuit NetworkP145

19、 圖8.148/4/202248第48頁(yè)，共76頁(yè)。虛電路網(wǎng)絡(luò)中建立確認(rèn)Setup Acknowledgment in a Virtual-circuit NetworkP146 圖8.158/4/202249第49頁(yè)，共76頁(yè)。虛電路網(wǎng)絡(luò)的延遲Delay in a Virtual-circuit NetworkP147 圖8.168/4/202250第50頁(yè)，共76頁(yè)。分組交換技術(shù)：數(shù)據(jù)報(bào)與虛電路比較 Datagram vs Virtual Circuit數(shù)據(jù)報(bào)(datagram) 無(wú)需呼叫建立連接階段，所以傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)比虛電路快。分組可繞過(guò)故障結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的地，但不保證分組能按序到達(dá)，數(shù)據(jù)

20、丟失也不知曉。虛電路（virtual circuit） 傳輸前需先建立連接，所以適用于兩端之間大數(shù)據(jù)量交換。能保證每個(gè)分組按序正確到達(dá)。但構(gòu)成虛電路的某個(gè)結(jié)點(diǎn)或鏈路出故障時(shí)，虛電路完全失效。8/4/202251第51頁(yè)，共76頁(yè)。數(shù)據(jù)報(bào)與虛電路比較Datagram vs Virtual Circuits數(shù)據(jù)報(bào)技術(shù)無(wú)需呼叫建立連接階段傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)比虛電路快傳輸更靈活可通過(guò)選擇不同路由避繞網(wǎng)絡(luò)中的擁塞區(qū)域但不保證分組能按序到達(dá)，數(shù)據(jù)丟失也不知曉虛電路技術(shù)傳輸前需先建立連接，所以適用于兩端之間大數(shù)據(jù)量交換。順序傳送，差錯(cuò)控制簡(jiǎn)便分組傳送速率更快因?yàn)闊o(wú)需花費(fèi)時(shí)間選擇路由可靠性較低構(gòu)成虛電路的某個(gè)結(jié)點(diǎn)

21、或鏈路出故障時(shí)，虛電路完全失效。8/4/202252第52頁(yè)，共76頁(yè)。三種交換技術(shù)之比較 Comparison of Three Switching Techniques 電路交換 透明傳送，但獨(dú)占線(xiàn)路，效率不高，適合于較輕和間接式負(fù)載使用租用的線(xiàn)路進(jìn)行通信。報(bào)文交換 采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送，不獨(dú)占線(xiàn)路，但傳送延遲大，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)通信的要求。通常用于公用電報(bào)網(wǎng)。分組交換 和報(bào)文交換方式類(lèi)似，但報(bào)文被分成分組傳送，是在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中最廣泛使用的交換技術(shù)，適用于交換中等或大量數(shù)據(jù)情況。 8/4/202253第53頁(yè)，共76頁(yè)。8.5 信元交換網(wǎng)絡(luò) Cell-switching Networks

22、第54頁(yè)，共76頁(yè)。與分組交換相似處 分組后發(fā)送；存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)；線(xiàn)路共享和復(fù)用。與分組交換不同處 信元( Cell)的長(zhǎng)度固定不變，而且更小【信元】在通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中,指大小固定不變數(shù)據(jù)的分組。信元交換網(wǎng)Cell Switching Networks8/4/202255第55頁(yè)，共76頁(yè)。信元交換的特點(diǎn) Characteristics of Cell Switching 又稱(chēng)“快速分組交換”。數(shù)據(jù)被切分成一個(gè)個(gè)固定大小的“信元”（53字節(jié)），這樣允許交換以硬件形式完成，同時(shí)不必進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，使交換更快速。特點(diǎn)：高速交換，又適應(yīng)于不同速率的要求，特別適合于多媒體信息的傳送通信設(shè)備價(jià)格極高（“貴族網(wǎng)

23、絡(luò)”）能最充分支持QoS 采用信元交換技術(shù)的主要網(wǎng)絡(luò)是ATM（異步傳輸模式）網(wǎng)絡(luò)。8/4/202256第56頁(yè)，共76頁(yè)。使用信元的多路復(fù)用 Multiplexing using cellsP346 圖18.6 不使用信元的多路復(fù)用P347 圖18.7 使用信元的多路復(fù)用8/4/202257第57頁(yè)，共76頁(yè)。服務(wù)質(zhì)量Quality of Service 參見(jiàn)P511-515 第24.5節(jié)“服務(wù)質(zhì)量”低檔餐館只提供所需的飯菜，而顧客可能還要求衛(wèi)生、快捷、空調(diào)、包箱、卡拉OK等“服務(wù)質(zhì)量”。 體現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的能力。服務(wù)質(zhì)量可以由一些特定的參數(shù)來(lái)描述。衡量QoS的主要性能指標(biāo)有：帶寬控制、

24、傳輸延遲、讀碼特性、流量控制、抖動(dòng)控制和實(shí)時(shí)特性等。目前真正能達(dá)到多媒體應(yīng)用所需的QoS要求的，是使用信元交換技術(shù)的ATM網(wǎng)絡(luò)。8/4/202258第58頁(yè)，共76頁(yè)。8.6 交換機(jī)結(jié)構(gòu) Structure of a Switching第59頁(yè)，共76頁(yè)。常見(jiàn)交換機(jī)Common Switches電路交換機(jī)空分交換機(jī)時(shí)分交換機(jī)時(shí)間-空間-時(shí)間交換機(jī)分組交換機(jī)“榕樹(shù)”(Banyan)交換機(jī)“巴切爾榕樹(shù)”(Batcher-banyan)交換機(jī)ATM交換機(jī) 參見(jiàn)第18.2節(jié)8/4/202260第60頁(yè)，共76頁(yè)。 空分交換機(jī)Space-division Switch最初用于模擬網(wǎng)絡(luò)，目前同時(shí)用于模擬和

25、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)通道和信號(hào)通道之間被物理隔開(kāi)（空間分隔）。縱橫制交換機(jī)（單級(jí)空分交換機(jī)）交叉點(diǎn)：微電子開(kāi)關(guān)（晶體管）交叉點(diǎn)數(shù)量大，成本高： nm （n-輸入線(xiàn)數(shù)，m-輸出線(xiàn)數(shù)）實(shí)際所需交叉點(diǎn)：相連站點(diǎn)數(shù)的平方一個(gè)交叉點(diǎn)損壞將使對(duì)應(yīng)線(xiàn)路無(wú)法連接交叉點(diǎn)利用率低（即使所有連接全部開(kāi)通，仍有大部分交叉點(diǎn)處于閑置狀態(tài)）8/4/202261第61頁(yè)，共76頁(yè)?？v橫制空分交換機(jī) Crossbar SwitchP147 圖8.178/4/202262第62頁(yè)，共76頁(yè)。多級(jí)交換機(jī) Multistage Switch將多臺(tái)縱橫交換機(jī)按多級(jí)（通常為3級(jí)）結(jié)構(gòu)組合在一起。特點(diǎn)：減少了交叉點(diǎn)的數(shù)量；提高了可靠性（兩個(gè)站

26、點(diǎn)間的連接在網(wǎng)絡(luò)中具有多條通路）；更加復(fù)雜的控制系統(tǒng)；高通信量時(shí)會(huì)引起阻塞。阻塞解決方案：Clos準(zhǔn)則(見(jiàn)P149)8/4/202263第63頁(yè)，共76頁(yè)。多級(jí)交換機(jī) Multistage SwitchP148 圖8.188/4/202264第64頁(yè)，共76頁(yè)。在一個(gè)三級(jí)交換系統(tǒng)中，交叉點(diǎn)的數(shù)量是 2kN + k(N/n)2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單級(jí)交換系統(tǒng)的交叉點(diǎn)數(shù)量 (N2)。式中：N - 輸入或輸出數(shù) k - 中間級(jí)縱橫交換機(jī)個(gè)數(shù) n 將N個(gè)輸入分為組，每組n條輸入線(xiàn)Note三級(jí)交換的交叉點(diǎn)數(shù)Number of Crosspoints 示例：P148 例8.38/4/202265第65頁(yè)，共76頁(yè)。三級(jí)交換機(jī)：阻塞示例Multistage Switch: Blocking8/4/202266第66頁(yè)，共76頁(yè)。 時(shí)分交換機(jī)Time-division Switch采用時(shí)分復(fù)用（TDM）在交換機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)交換。最常用的是時(shí)隙互換（TSI，time-slot interchange）技術(shù)。缺點(diǎn)是使用時(shí)隙互換時(shí)，對(duì)每個(gè)連接的處理會(huì)產(chǎn)生延遲（每個(gè)時(shí)隙必須存儲(chǔ)在隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中，然后被檢索和傳送）。事實(shí)上，所有的現(xiàn)代電路交換機(jī)都使用數(shù)字時(shí)分技術(shù)